Cours des Systèmes d’exploitations

Zouhair ELHADARIwww.hadari.jimdo.com

1Centre de BTS Dakhla 1ère année BTS DSI

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Chapitre 1introduction sur

les systèmes d’exploitations

I - Description d’un système d'exploitation

Pour qu'un ordinateur soit capable de faire

fonctionner un programme informatique (appelé

parfois application ou logiciel), la machine doit être

en mesure d'effectuer un certain nombre d'opérations

préparatoires afin d'assurer les échanges entre le

processeur, la mémoire, et les ressources physiques

(périphériques).

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Le système d'exploitation (noté SE ou OS,

abréviation du terme anglais Operating System), est

chargé d'assurer la liaison entre les ressources

matérielles, l'utilisateur et les applications (traitement

de texte, jeu vidéo, ...).

I - Description d’un système d'exploitation

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Ainsi lorsqu'un programme désire accéder à une

ressource matérielle, il ne lui est pas nécessaire

d'envoyer des informations spécifiques au

périphérique, il lui suffit d'envoyer les informations au

système d'exploitation, qui se charge de les

transmettre au périphérique concerné via son pilote.

En l'absence de pilotes il faudrait que chaque

programme reconnaisse et prenne en compte la

communication avec chaque type de périphérique !

I - Description d’un système d'exploitation

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Le système d'exploitation permet

ainsi de "dissocier" les programmes

et le matériel, afin de simplifier la

gestion des ressources et offrir à

l'utilisateur une interface homme-

machine (notée «IHM») simplifiée

afin de lui permettre de s'affranchir

de la complexité de la machine

physique

I - Description d’un système d'exploitation

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MsDos : Quelques versions les plus connues : 2.2, 3.2, 4.0, 5.0,

6.00, 6.20, 6.22

Windows : Quelques versions les plus connues :2.0, 3.1, 3.11,

95, NT4 et NT4 serveur, 98, 98se, Me, 2000 et 2000 serveur, XP,

2003 serveur, Vista,seven,8

GNU / Linux : Quelques distributions parmi les plus connues :

Red-Hat, Mandrake / Mandriva, Slackware, Knoppix, Debian

Unix : Quelques versions ou distributions : AIX, OpenBSD,

FreeBSD

I - Description d’un système d'exploitation1 - Les différents systèmes d'exploitation qui existent :

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Autres systèmes d'exploitation :

- BeOS : Système d'exploitation alternatif créé tout d'abord pour

Mac, et a adapté au pc en 98. Système 64 bits dès sa sortie, il est

volontairement très tourné vers le multimédia.

- Zeta : se veut le successeur de BeOS

- OpenBeOS / Haïku : version libre de BeOS, puis remplaçant

de BeOS lors de son extinction et son rachat en 2001

I - Description d’un système d'exploitation1 - Les différents systèmes d'exploitation qui existent :

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- LynxOS : LynxOS, souvent appelé Lynx, est un système

d'exploitation temps réel. Il ressemble à Unix et est surtout

employé pour des applications critiques comme l'aviation,

l'armée... Il est aussi employé dans l'industrie et les

télécommunications.

Atheos. Système d'exploitation reprenant celui de Amiga

et son interface graphique. En stagnation depuis 2001, un

autre projet a vu le nom s'en inspirant : Syllabe

I - Description d’un système d'exploitation1 - Les différents systèmes d'exploitation qui existent :

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Gestion du processeur : le système d'exploitation

est chargé de gérer l'allocation du processeur

entre les différents programmes grâce à un

algorithme d'ordonnancement. Le type

d'ordonnanceur est totalement dépendant du

système d'exploitation, en fonction de l'objectif

visé.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion de la mémoire vive : le système d'exploitation est

chargé de gérer l'espace mémoire alloué à chaque

application et, le cas échéant, à chaque usager. En cas

d'insuffisance de mémoire physique, le système

d'exploitation peut créer une zone mémoire sur le disque

dur, appelée «mémoire virtuelle». La mémoire virtuelle

permet de faire fonctionner des applications nécessitant

plus de mémoire qu'il n'y a de mémoire vive disponible sur

le système. En contrepartie cette mémoire est beaucoup

plus lente.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion des entrées/sorties : le système

d'exploitation permet d'unifier et de contrôler

l'accès des programmes aux ressources

matérielles par l'intermédiaire des pilotes

(appelés également gestionnaires de

périphériques ou gestionnaires d'entrée/sortie).

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion de l'exécution des applications : le système

d'exploitation est chargé de la bonne exécution

des applications en leur affectant les ressources

nécessaires à leur bon fonctionnement. Il permet

à ce titre de «tuer» une application ne répondant

plus correctement.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion des droits : le système d'exploitation est

chargé de la sécurité liée à l'exécution des

programmes en garantissant que les ressources

ne sont utilisées que par les programmes et

utilisateurs possédant les droits adéquats.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion des fichiers : le système d'exploitation

gère la lecture et l'écriture dans le

système de fichiers et les droits d'accès aux

fichiers par les utilisateurs et les applications.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Gestion des informations : le système

d'exploitation fournit un certain nombre

d'indicateurs permettant de diagnostiquer le

bon fonctionnement de la machine.

I - Description d’un système d'exploitation2 - Rôles d’un système d'exploitation:

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Le système d'exploitation est composé d'un ensemble de

logiciels permettant de gérer les interactions avec le

matériel. Parmi cet ensemble de logiciels on distingue

généralement les éléments suivants :

Le noyau (en anglais kernel) représentant les fonctions

fondamentales du système d'exploitation telles que la

gestion de la mémoire, des processus, des fichiers, des

entrées-sorties principales, et des fonctionnalités de

communication.

I - Description d’un système d'exploitation3 – Les composantes d’un système d'exploitation

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L'interpréteur de commande (en anglais shell,

traduisez «coquille» par opposition au noyau)

permettant la communication avec le système

d'exploitation par l'intermédiaire d'un langage de

commandes, afin de permettre à l'utilisateur de piloter

les périphériques en ignorant tout des

caractéristiques du matériel qu'il utilise, de la gestion

des adresses physiques, etc.

I - Description d’un système d'exploitation3 – Les composantes d’un système d'exploitation

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Le système de fichiers (en anglais «file system», noté

FS), permettant d'enregistrer les fichiers dans une

arborescence.

I - Description d’un système d'exploitation3 – Les composantes d’un système d'exploitation

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II- Types d’un Système d’exploitation :

1.Systèmes multitâches

2.Systèmes multi-processeurs

3.Systèmes embarqués

4.Systèmes temps réel

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II- Types d’un Système d’exploitation :

On distingue plusieurs types de systèmes d'exploitation,

selon qu'ils sont capables de gérer simultanément des

informations d'une longueur de 16 bits, 32 bits, 64 bits ou

plus.

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II- Types d’un Système d’exploitation :1-Systèmes multitâches

Un système d'exploitation est dit «multi-tâche» (en anglais

multithreaded) lorsque plusieurs «tâches» (également

appelées processus) peuvent être exécutées

simultanément.

Les applications sont composées en séquence

d'instructions que l'on appelle «processus légers» (en

anglais «threads»). Ces threads seront tour à tour actifs,

en attente, suspendus ou détruits, suivant la priorité qui

leur est associée ou bien exécutés séquentiellement. 22

II- Types d’un Système d’exploitation :1-Systèmes multitâches

Un système est dit préemptif lorsqu'il possède un

ordonnanceur (aussi appelé planificateur), qui répartit,

selon des critères de priorité, le temps machine entre les

différents processus qui en font la demande.

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Le système est dit à temps partagé lorsqu'un quota de

temps est alloué à chaque processus par l'ordonnanceur.

C'est notamment le cas des systèmes multi-utilisateurs

qui permettent à plusieurs utilisateurs d'utiliser

simultanément sur une même machine des applications

différentes ou bien similaires : le système est alors dit

«système transactionnel». Pour ce faire, le système

alloue à chaque utilisateur une tranche de temps.

II- Types d’un Système d’exploitation :1-Systèmes multitâches

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Le multiprocessing est une technique consistant à faire

fonctionner plusieurs processeurs en parallèle afin

d'obtenir une puissance de calcul plus importante que

celle obtenue avec un processeur haut de gamme ou

bien afin d'augmenter la disponibilité du système (en cas

de panne d'un processeur).

II- Types d’un Système d’exploitation :2- Systèmes multi-processeurs

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On appelle SMP (Symmetric Multiprocessing ou

Symmetric Multiprocessor) une architecture dans laquelle

tous les processeurs accèdent à un espace mémoire

partagé.

Un système multiprocesseur doit donc être capable de

gérer le partage de la mémoire entre plusieurs

processeurs mais également de distribuer la charge de

travail.

II- Types d’un Système d’exploitation :2- Systèmes multi-processeurs

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Les systèmes embarqués sont des systèmes d'exploitation

prévus pour fonctionner sur des machines de petite taille,

telles que des PDA (personal digital assistants ou en français

assistants numériques personnels) ou des appareils

électroniques autonomes (sondes spatiales, robot, ordinateur

de bord de véhicule, etc.), possédant une autonomie réduite.

Ainsi, une caractéristique essentielle des systèmes

embarqués est leur gestion avancée de l'énergie et leur

capacité à fonctionner avec des ressources limitées.

II- Types d’un Système d’exploitation :3- Systèmes embarqués

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Les principaux systèmes embarqués «grand public» pour

assistants numériques personnels sont :

PalmOS

Windows CE / Windows Mobile / Window Smartphone

 

II- Types d’un Système d’exploitation :3- Systèmes embarqués

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Les systèmes temps réel (real time systems),

essentiellement utilisés dans l'industrie, sont des systèmes

dont l'objectif est de fonctionner dans un environnement

contraint temporellement. Un système temps réel doit ainsi

fonctionner de manière fiable selon des contraintes

temporelles spécifiques, c'est-à-dire qu'il doit être capable de

délivrer un traitement correct des informations reçues à des

intervalles de temps bien définis (réguliers ou non).

II- Types d’un Système d’exploitation :4- Systèmes temps réel

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Voici quelques exemples de systèmes d'exploitation temps

réel :

OS-9 ;

RTLinux (RealTime Linux) ;

QNX ;

VxWorks.

II- Types d’un Système d’exploitation :4- Systèmes temps réel

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II- Types d’un Système d’exploitation :

Système Codage Mono-utilisateur Multi-utilisateur Mono-tâche Multitâche

DOS 16 bits X   X  

Windows3.1 16/32 bits X     non préemptif

Windows95/98/Me 32 bits X     coopératif

WindowsNT/2000 32 bits   X   préemptif

WindowsXP 32/64 bits   X   préemptif

Unix / Linux 32/64 bits   X   préemptif

MAC/OS X 32 bits   X   préemptif

VMS 32 bits   X   préemptif 31

Fin du Chapitre

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